钢结构模拟试卷及参考答案

钢结构试卷及参考答案

一、选择题（每题2分，共30分）

1.摩擦型高强螺栓连接与承压型高强螺栓连接的主要区别是 D 。

(A)摩擦面处理不同 (B)材料不同 (C)预拉力不同 (D)设计计算时所取极限状态不同

2.在静力荷载作用下，钢材承受三向拉应力时，易发生 B 。

(A)塑性破坏 (B)脆性破坏 (C)疲劳破坏 (D)无法判定

3.进行强度验算时，荷载应采用 C 。

(A)将永久荷载的标准值乘以永久荷载分项系数 (B)将可变荷载的标准值乘以可变荷载分项系数 (C)永久荷载和可变荷载的标准值，均不乘以各自的分项系数

(D)将永久荷载和可变荷载的标准值均乘以各自的分项系数

4.钢结构焊接节点设计中，应尽可能选用 A 的焊接位置。

(A)俯焊 (B)仰焊 (C)立焊 (D)任意 5.在缀条稳定验算式

中，系数是 C 。

(A)考虑塑性发展的系数 (B)考虑重要性的调整系数

(C)考虑单角钢单面连接偏心受力的系数 (D)考虑安全的附加系数

6.图示T型截面拉弯构件弯曲正应力强度计算的最不利点为 B 。

(A)截面上边缘1点 (B)截面下边缘2点 (C)截面中和轴处3点 (D)可能是1点也可能是2点

7.结构或节点的疲劳强度与 A 关系不大。

(A)钢材的种类 (B)应力循环次数 (C)节点的制作工艺和质量 (D)应力集中系数 8.为提高梁在弯矩作用下的强度和刚度，应尽可能使梁的 D 。

(A)翼缘厚而窄 (B)翼缘宽薄而腹板窄厚 (C)腹板厚而窄 (D)腹板薄而宽

9.对于钢结构用钢材，对化学成分的定义为 B 。 (A)C为不可缺少元素，Mn、S、P均为有害元素

(B)C为不可缺少元素，Mn为脱氧剂，S、P为有害元素

(C)C、Mn、S、P均为有害元素

(D)C、Mn为有害元素，S、P为不可缺少元素 10.规范规定缀条式格构柱单肢的长细比为柱两个主轴方向长细比的最大值），是为了 C 。

(A)保证柱平面内的整体稳定 (B) 保证柱平面外的整体稳定

(C)避免单肢先于整个柱失稳 (D)构造要求

（

11.由于建筑用钢材多为塑性性能好的钢材，故残余应力的存在将 B 。

(A)降低静力承载能力 (B)对静力承载能力无影响

(C)提高静力承载能力 (D)钢材易发生塑性破坏

12.开口槽形截面轴心受压构件，当绕对称轴失稳时，构件将发生 C 的失稳变形。

(A)弯曲屈曲 (B)扭转屈曲 (C)弯扭屈曲 (D)不能确定

13.在钢材的机械性能指标中，是指钢材的 B 。 (A)极限强度 (B)伸长率 (C)弹性变形极限 (D)最大变形量

14.在由双角钢作为杆件的桁架结构中，为避免节点区域的焊缝过于密集使材料变脆，可通过控制杆件之间的净间距来实现。一般杆件之间的净间距为 A 。

(A)≥15～20mm (B)≥25～30mm (C)10mm (D)40mm

15.为提高梁的整体稳定性，从用钢量的角度，经济的做法是 D 。

(A)加强两个翼缘 (B)加强受拉翼缘 (C)加高腹板 (D)受压翼缘设侧向支承 二、问答题（每题3分，共18分）

1.对于理想的轴心受压构件，提高钢材的牌号（即钢材强度），对构件的稳定承载能力有何影响？为什么？

答：无影响。因为理想轴心受压构件的稳定承载力为

2.剪力作用下的普通螺栓连接节点可能发生哪些破坏形式？

答：栓杆被剪断、栓杆（孔壁承压）破坏、板件拉断、栓杆受弯破坏、板端冲剪破坏

3.两板件通过抗剪螺栓群承担剪力时，就板件的净截面强度来说，摩擦型高强螺栓连接与普通螺栓连接有何区别？采用何种连接方式更合理？

，与钢号无关。

答：摩擦型高强螺栓连接板件计算截面承力需考虑孔前传力，其所受荷载小于普通螺栓连接。从板件的受力来说，采用摩擦型高强螺栓连接更合理。

4.某煤气柜结构，据统计在预期的20年使用寿命内，煤气气压循环1.5万次，问：可否按现行《钢结构设计规范》中有关钢结构疲劳验算的规定对该煤气柜结构及其节点进行疲劳验算？为什么？ 答：不能按现行《钢结构设计规范》对该煤气柜结构及其节点进行疲劳验算，因为《钢结构设计规范》中有关钢结构疲劳验算是基于循环次数≥105。

5.同一种类的钢材，当其厚度或直径发生变化时，钢材的机械性能（强度和塑性）有何变化？为什么？ 答：同一种类的钢材，当其厚度或直径发生减小时，钢材的强度和塑性会提高。因为随着钢材厚度或直径的减小，钢材（型钢）的轧制力和轧制次数增加，钢材的致密性好，存在大缺陷的几率减少，故强度和塑性会提高。

6.某钢结构高强度连接梁柱节点，设计按摩擦型高强螺栓（接触面喷砂后生赤锈）计算摩擦面的抗滑移系数。施工单位为防止构件锈蚀对构件的损伤，对接触面（梁端板与柱翼缘板）间进行了喷漆处理。问这种处理方式是否合理？为什么？

答：这种处理方式不合理。因为喷砂后生赤锈板件间的抗滑移系数大于板件喷漆处理，板件接触面喷漆后摩擦型高强螺栓的抗剪承载力将下降。

三、计算题（共52分）

1.（本题10分）试验算图中所示柱牛腿中钢板与柱翼缘节点的连接焊缝的强度（说明验算点）。图中荷载为静力荷载设计值。钢材为Q235-A?F。手工焊，焊条E43型。ffw=160N/mm2，ftw=185N/mm2，fvw=125N/mm2。

2.（本题10分）试验算图示节点摩擦型高强螺栓群的强度。图中荷载为静力荷载设计值，高强螺栓为8.8级M20，预拉力P=110KN，被连接板件钢材Q235-A?F（

=125N/mm2，=215N/mm2），板件

摩擦面间作喷砂处理（μ=0.45）。

3.（本题15分）某简支梁截面如图所示，梁的跨度为6m，荷载为静力荷载设计值，试验算梁的强度是否满足要求。判定梁的局部稳定是否满足要求（腹板判定是否需设加劲肋，如需设加劲肋，请按构造要求设置加劲肋，并画出加劲肋的布置图）。梁采用Q235-A钢材，fd=215N/mm2，fvd=125N/mm2 ，fy=235N/mm2。计算时可忽略梁的自重。

(A)40mm (B)60mm (C)80mm (D)100mm

2. 钢结构连接中所使用的焊条应与被连接构件的强度相匹配，通常在被连接构件选用Q345时，焊条选用 。 B

(A)E55 (B)E50 (C)E43 (D) 前三种均可

3. 产生焊接残余应力的主要因素之一是 。 D (A) 钢材的塑性太低 (B) 钢材的弹性模量太高

(C) 焊缝的厚度太小 (D) 焊接时热量分布不均

4. 焊接结构的疲劳强度的大小与 关系不大。 A (A) 钢材的种类 (B) 应力循环次数 (C) 连接的构造细节 (D) 残余应力大小 5. 未焊透的对接焊缝计算应按 计算。 B (A) 对接焊缝 (B) 角焊缝 (C) 断续焊缝 (D) 斜焊缝

6. 计算梁的 时，应用净截面的几何参数。 A

(A) 正应力 (B) 剪应力 (C) 整体稳定 (D) 局部稳定

7. 梁的最小高度是由 控制的。 C

(A) 强度 (B) 建筑要求 (C) 刚度 (D) 整体稳定

8. 单向受弯梁失去整体稳定时是 形式的失稳。C (A) 弯曲 (B) 扭转 (C) 弯扭 (D) 双向弯曲

9. 钢梁腹板局部稳定采用 准则。D

(A) 腹板局部屈曲应力与构件整体屈曲应力相等 (B) 腹板实际应力不超过腹板屈曲应力 (C) 腹板实际应力不小于板的屈服应力 (D) 腹板局部临界应力不小于钢材屈服应力 10. 分析焊接工字形钢梁腹板局部稳定时，腹板与翼缘相接处可简化为 。C

(A) 自由边 (B) 固定边 (C) 有转动约束的支承边 (D) 简支边

11. 轴心受拉构件按强度极限状态是 。Ｃ (A) 净截面的平均应力达到钢材的抗拉强度

(B) 毛截面的平均应力达到钢材的抗拉强度 (C) 净截面的平均应力达到钢材的屈服强度 (D) 毛截面的平均应力达到钢材的屈服强度 12. 实腹式轴心受拉构件计算的内容有 。Ｄ (A) 强度

(B) 强度、局部稳定和整体稳定 (C) 强度和整体稳定性 (D) 强度、刚度（长细比）

13. 用Q235号钢和16锰钢分别建造一轴心受压柱，其长细比相同，在弹性范围内屈曲时，前者的临界力 后者的临界力。 Ｃ

(A) 大于 (B) 小于 (C) 等于或接近 (D) 无法比较

14. 为防止钢构件中的板件失稳采取加劲措施，这一做法是为了 。Ａ (A) 改变板件的宽厚比 (B) 改变截面上的应力分布状态 (C) 增大截面面积 (D) 增加截面的惯性矩

15. 在下列因素中， 对压杆的弹性屈曲承载力影响不大。 Ｃ

(A) 压杆的残余应力分布 (B) 构件的初始几何形状偏差 (C) 材料的屈服点变化 (D) 荷载的偏心大小

16. 弯矩作用在实轴平面内的双肢格构式压弯柱应进行 、刚度和缀材的计算。 Ｄ

(A) 强度、弯矩作用平面内稳定性、弯矩作用平面外的稳定性

(B) 弯矩作用平面内稳定性、弯矩作用平面外的稳定性

(C) 弯矩作用平面内稳定性、弯矩作用平面外稳定性

(D) 强度、弯矩作用平面内稳定性、单肢稳定性 17. 承受静力荷载或间接承受动力荷载的工形截面压弯构件，其强度计算公式中，塑性发展系数gx通常取 。

(A) 1.1 (B) 1.15 (C) 1.05 (D) 1.07

18. 钢结构压弯构件的设计一般应进行下面 的计算? D

(A) 强度、弯矩作用平面内的整体稳定性、局部稳定、变形

(B) 弯矩作用平面内的整体稳定性、局部稳定、变形、长细比

(C) 强度、弯矩作用平面内及平面外的整体稳定性、局部稳定、变形

(D) 强度、弯矩作用平面内及平面外的整体稳定性、局部稳定、长细比

19. 实腹式偏心受压构件在弯矩作用平面内整体稳定验算公式中的gx主要是考虑 。 Ａ (A) 截面塑性发展对承载力的影响 (B) 残余应力的影响 (C) 初弯矩的影响 (D) 初偏心的影响

20. 工形截面压弯构件腹板的容许高厚比是根据 确定的。 D

(A) 介于轴压杆腹板和梁腹板高厚比之间

截面几何特性：

按强度条件确定的承载力：

按稳定条件确定的承载力：

因x轴为弱轴，且 力小于对x轴的稳定承载 力，由

查表得

所以

所以 此柱的最大承载力为2160kN。

4. （本题15分）验算图示端弯矩（计算值）作用情况下压弯构件的承载力是否满足要求。已知构件截面为普通热轧工字钢I10，Q235AF，假定图示侧向支承保证不发生弯扭屈曲。I10截面的特性：A=14.3cm2，Wx=49cm3，ix=4.15cm。

，因而对y轴的稳定承载

热轧工字钢截面对x轴属于a类。因而，当

时，

得

。

由平面内稳定计算公式：

由截面强度计算公式：

因为平面外稳定通过侧向支承得到保证，所以本题

承载力由强度、平面内稳定

计算均满足要求。

钢

结构试卷

二、填空题（12分）

1. 钢材的两种破坏形式为 塑性破坏 和 脆性破坏 。

2. 轴心受压构件腹板的宽厚比的限值，是根据 构件整体失稳前不发生腹板局部失稳的准则确定 确定的。

3. 对接焊缝不采用引弧板施焊时，每条焊缝的长度计算时应减去 两倍焊缝厚度的长度2t，以考虑焊口缺陷的影响 。 三、简答题（10分）

1. 结构设计应进行那几种极限状态计算？

答：按照《钢结构设计规范》GB50017-2003的规定，结构设计应分别进行承载能力极限状态和正常使用极限状态的计算。

2. 那些因素促使钢材转脆？

答：1)钢材中，C、S、P、O、N等元素含量太高时，钢材脆性增加；2)沸腾钢材和厚钢板比镇静钢材和薄钢板脆性大；3)冷作硬化和时效硬化效应会使刚才变脆；4)低温（零下摄氏-20-30度以下时）会使钢材变脆；5)复杂应力状态条件下的同号主应力状态会使钢材变脆；6)受拉构件的应力集中区域（应力状态为同号平面或空间拉应力状态）钢材易脆；7)动力荷载条件下钢材比静力荷载条件下脆性特征明显；8)焊接结构比螺栓或铆钉连接结构脆性增大。

四、一工字形截面轴心受压柱如图(1)所示， l=9m，在跨中截面每个翼缘和腹板上各有两个对称布置的d=24mm的孔，钢材用Q235AF，f=215N/ mm2，翼缘为焰切边。试求其最大承载能力N，并验算其局部

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